The supplier of the inverter energy feedback device reminds you that the energy consumption of the electric motor driving the load accounts for more than 70% of the total power consumption. Therefore, the energy conservation of the electric motor and the load it drives has particularly important social significance and economic benefits.
There are two main ways for electric motors and their loads to save energy: one is to improve the operating efficiency of the motor or load, such as installing an elevator with a "memory brain" - in a building, multiple elevators often run in the same direction, which consumes a lot of electricity. How to make elevators smart and energy-efficient? Modern control technology can be said to have solved this problem. "Artificial neurons" are like information processing and memory banks, recording the operation of elevators for each week as a time period. According to the recorded information, the "artificial neuron" will generate the most energy-efficient operating mode, control multiple elevators in the building, make them have clear division of labor, arrive at the appropriate position at the appropriate time, facilitate passengers to get on and off, and reduce the number of elevator starts and runs. For group elevators, energy savings can reach over 30%. In addition, energy-saving measures aimed at improving the efficiency of electric motor operation include automatic shutdown of elevator lighting when no one is riding, automatic stopping or low-speed operation of escalators, etc; The second is to convert the mechanical energy converted by the motor to the load back into electrical energy and send it back to the power grid, so as to reduce the power consumption of the motor and load in a unit time, thereby achieving the goal of energy saving. Energy feedback is a typical device for saving electricity in the second category.
As is well known, electric motors have mechanical kinetic energy when they drive loads to rotate. If electric motors pull loads that move up and down (such as elevators, cranes, reservoir gates, etc.), they have potential energy. When the electric motor drives the load to decelerate, its mechanical kinetic energy will be released; When the potential energy load decreases in motion (potential energy decreases), its mechanical energy will also be released. If these two parts of mechanical energy can be effectively converted into electrical energy and sent back to the AC power grid, the goal of energy conservation can be achieved.
Energy saving analysis of elevators
De lift die gebruikmaakt van frequentieomvormer-snelheidsregeling, heeft de maximale mechanische kinetische energie na het bereiken van de maximale bedrijfssnelheid. Voordat de lift de gewenste verdieping bereikt, moet hij geleidelijk afremmen tot hij stopt met bewegen. Dit proces is de periode waarin de liftbelasting mechanische kinetische energie afgeeft. De frequentieomvormer kan de mechanische energie gedurende deze periode via de elektromotor omzetten in elektrische energie en deze opslaan in de grote condensator van de DC-tussenkring van de frequentieomvormer. Op dit moment is de grote condensator vergelijkbaar met een klein reservoir met een beperkte opslagcapaciteit. Als het in het kleine reservoir geïnjecteerde water niet tijdig wordt afgevoerd, kunnen er overstromingsgebeurtenissen in het reservoir optreden. Evenzo kan er overspanning optreden als de stroom in de condensator niet tijdig wordt afgevoerd. Momenteel worden condensatoren in frequentieomvormers versterkt met behulp van remeenheden of externe hoogvermogenweerstanden, waardoor de elektriciteit in de grote condensatoren verloren gaat aan de externe hoogvermogenweerstanden. Omvormer kunnen de in grote condensatoren opgeslagen elektriciteit terugleveren aan het elektriciteitsnet zonder dat er verbruik van wordt gemaakt. Hiermee wordt het doel van energiebesparing bereikt en de noodzaak voor krachtige weerstanden die elektriciteit verbruiken en warmte genereren, geëlimineerd, wat de werkomgeving van het systeem aanzienlijk verbetert.
De lift is nog steeds een potentiële last. Om de last gelijkmatig te slepen, bestaat de liftlast uit personenwagons en contragewichten. Alleen wanneer het draagvermogen van de liftkooi ongeveer 50% bedraagt (bijvoorbeeld een personenlift van 1000 kg met ongeveer 7 passagiers), bevindt het contragewicht zich in een basisbalanstoestand qua massa tussen de twee zijden. Anders zal er een massaverschil ontstaan tussen de liftkooi en het contragewicht, wat mechanische potentiële energie genereert tijdens de werking van de lift. Wanneer de zware componenten van de lift omhoog bewegen, neemt de mechanische potentiële energie die door de elektromotor wordt opgenomen en uit het elektriciteitsnet wordt omgezet, toe. Wanneer de zware componenten van de lift omlaag bewegen, neemt de mechanische potentiële energie af en wordt de verminderde mechanische potentiële energie vrijgegeven en via de elektromotor omgezet in elektrische energie die wordt opgeslagen in de grote condensator van de DC-tussenkring van de frequentieomvormer. Het energiefeedbackapparaat stuurt dit deel van de elektrische energie vervolgens terug naar het elektriciteitsnet.
Analyse, berekeningen en prototypetests tonen aan dat hoe sneller de lift rijdt, hoe hoger de verdieping en hoe lager het mechanische rotatieverbruik, hoe meer energie er aan het elektriciteitsnet kan worden teruggeleverd. De hoeveelheid teruggeleverde elektriciteit kan oplopen tot ongeveer 50% van het totale verbruik van de lift, wat betekent dat het energiebesparende rendement zelfs oploopt tot ongeveer 50%.
Uit bovenstaande analyse blijkt dat het gebruik van energiefeedback-apparaten een aanzienlijk energiebesparend effect heeft bij snel op- en neergaande apparatuur zoals liften en kranen. Daarnaast is er ook een aanzienlijk energiebesparend effect bij apparatuur zoals elektrische locomotieven en portaalschaafmachines die vaak starten en remmen.
Structuur en basisregelprincipes van energiebesparende apparaten
De hoofdstructuur van het energiefeedbackapparaat wordt weergegeven in Figuur 1. Deze bestaat voornamelijk uit een driefasige IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) volledige brug, serie-inductie, filtercondensator en enkele randcircuits.
Toepassing van energiefeedbackapparaten bij energiebesparing in liften
Figuur 1: Hoofdcircuitstructuur en aansluitmethodediagram van het PFE-energiefeedbackapparaat
De uitgangsklem is verbonden met de ingangsklemmen R, S en T van de frequentieomvormer van de lift. Aan de ingangszijde zijn twee isolatiediodes VD1 en VD2 in serie geschakeld, die vervolgens zijn verbonden met de PN-lijn van de frequentieomvormer. Wanneer de lift elektriciteit opwekt door middel van regeneratie, neemt de busspanning van de frequentieomvormer toe, en na het passeren van VD1 en VD2 neemt ook de busspanning van het terugkoppelapparaat toe. Wanneer de busspanning hoger is dan de ingestelde openingswaarde, treedt het terugkoppelapparaat in werking en voert het elektrische energie terug naar het net.
De functie van het energiefeedbackapparaat kan worden beschreven aan de hand van figuur 2. Het regelcircuit (in het gearceerde kader) bestaat uit een programmeerbare logische chip op één microcomputerchip en een signaalbemonsteraar voor randapparatuur, gekoppeld aan een uiterst redundant softwareontwerp. Hierdoor kan het regelcircuit automatisch de fasevolgorde, fase, spanning en huidige waarden van het driefasige wisselstroomnet identificeren en de IPM (Intelligent Power Module) op ordelijke wijze regelen om in de PWM-status te werken, zodat er snel gelijkstroom kan worden teruggeleverd aan het wisselstroomnet.
Toepassing van energiefeedbackapparaten bij energiebesparing in liften
Figuur 2 Functioneel blokdiagram van energiefeedbackapparaat
Er zijn momenteel energiefeedbackapparaten beschikbaar met de volgende kenmerken:
① Het vervangen van verwarmingselementen zoals remweerstanden, het elimineren van warmtebronnen, het verbeteren van de omgeving in de machinekamer, het verminderen van de nadelige effecten van hoge temperaturen op componenten zoals motoren en besturingssystemen en het verlengen van de levensduur van liften;
2 Het kan de pompspanning direct elimineren, de remprestaties van de lift effectief verbeteren en het comfort van de lift verbeteren;
③ Door gebruik te maken van de faseregelstrategie kan de harmonische interferentie van de frequentieomvormer die de lift op het elektriciteitsnet aandrijft, effectief worden onderdrukt, waardoor het elektriciteitsnet wordt gezuiverd;
④ De uitgangsspanningsgolfvorm is goed, de vermogensfactor is hoog, er is geen pulserende circulatie en de spanning komt overeen met de netspanning;
5. Het hebben van effectieve elektrische isolatiemaatregelen die geen interferentie veroorzaken met andere elektrische apparatuur of worden verstoord door externe factoren;
⑥ Het product heeft een hoge mate van intelligentie, stabiele werking, veiligheid en betrouwbaarheid, en verschillende foutbeveiligings- en alarmfuncties zijn voltooid;
⑦ Zolang de selectie correct is, de bedrading correct is en er geen behoefte is aan debuggen, kan het in gebruik worden genomen;
⑧ Het product heeft een eenvoudige structuur, compacte afmetingen en is gemakkelijk te installeren en onderhouden.